¿Cómo Medir NO2?

Es un contaminante en sí mismo y un precursor de otros cuantos. Por eso es lógico temerle al dióxido de nitrógeno (NO2), un gas más denso que el aire el cual se distingue por su color marrón rojizo y olor acre.

Una sola prueba de su alto impacto: una investigación realizada con niños en Barcelona (España) demostró que los menores, en los días que estuvieron expuestos a mayores niveles de NO2, exhibieron un retraso equivalente a más de un mes en la velocidad de respuestas en las clases. O sea, se afectó seriamente su capacidad de atención en el corto plazo.

De ahí la importancia de medir su concentración en las ciudades, principalmente por su elevada generación a causa de la quema de combustibles fósiles en vehículos y en algunas industrias.

Tal necesidad ha impulsado un constante desarrollo tecnológico para crear sistemas que optimen el registro de este contaminante. Por ejemplo, la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, ideó recientemente un pequeño nanosensor óptico que puede detectar bajas concentraciones de dióxido de nitrógeno con mucha precisión, hasta el nivel de partes por billón. La técnica de medición se basa en un fenómeno óptico que se llama plasmón. Surge cuando las nanopartículas metálicas se iluminan y absorben la luz de ciertas longitudes de onda.

Método CAPS

En los últimos años, en Chile y en el mundo, ha ido creciendo el interés para medir directamente el NO2 mediante el método CAPS (Cavity Attenuated Phase Shift). Así lo señala el "Estudio de Antecedentes para la Revisión de la Norma de NO2", realizado por o2b Consultores por encargo del Ministerio del Medio Ambiente para la generación de antecedentes requeridos para actualizar esta norma primaria de calidad de aire que rige desde 2002 en nuestro país.

Ahí se indica que esta opción surge como alternativa a la tradicional quimiluminiscencia, que determina el NO2 en forma indirecta mediante la diferencia entre NO y NOx.

Sobre sus ventajas, destaca que "tiene un costo mayor, pero permite límites de detección menores, junto con mejor resolución y precisión". Agrega que USEPA (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) y CEE (Comunidad Europea) han aprobado esta técnica con métodos equivalentes adecuados para evaluar normas de calidad de aire por NO2, en cambio los basados en quimiluminiscencia son aceptados como equipos con método de referencia.

Su mayor eficiencia implica también que no cuenta con convertidor de molibdeno y tampoco utiliza generador de ozono. "Si baja de precio será el analizador de NO2 más usado en las redes de monitoreo en el futuro", asegura el estudio.

Opciones Tradicionales

En Chile, 72 estaciones de monitoreo de calidad del aire registran los niveles de NO2, la mayoría de las cuales opera en las regiones de Valparaíso (20), del Biobío (15) y Metropolitana (11).

Según el artículo 8 de la norma primaria para NO2 vigente, son cuatro las alternativas tecnológicas que se pueden emplear para su medición. Sin embargo, una de ellas, la que se basa en el método modificado de Griess-Saltzmann ha ido desapareciendo del mercado. "Es un equipo descontinuado que no cuenta con soporte del proveedor ni venta de repuestos. No se recomienda su uso actualmente", asegura el informe de o2b.

Por el contrario, la quimiluminiscencia es una opción aún muy demandada. En el estudio se entregan detalles: "los monitores que utilizan este método miden las concentraciones de NO2 en forma indirecta mediante la diferencia entre las concentraciones de NOX (que corresponde a NO + NO2) y NO, las cuales son determinadas por separado o en dos ciclos. En el ciclo de determinación de NOX la muestra de aire pasa por un horno a 400 °C que reduce el NO2 a NO, luego al entrar a la cámara de reacción en presencia de O3 se obtiene una señal de voltaje que es proporcional a la concentración de NOX. En el ciclo de NO la muestra de aire pasa directo a la cámara de reacción, que en presencia de O3 entrega una señal de voltaje proporcional a la concentración de NO. Finalmente, la concentración de NO2 se determina como la diferencia entre las dos señales.

Resalta por aportar datos continuos en tiempo real, con promedios de minutos y horas. Se usa como método de referencia y las lecturas se comparan directamente con los objetivos y límites de calidad. Está incluida en la mayoría de las redes de vigilancia de calidad de aire y evaluación de normas.

Por su parte, el método DOAS (Espectroscopía de Absorción Óptica Diferencial) corresponde a una medición óptica de trayectoria abierta aplicable a varios gases, incluido el NO2, que absorbe luz en las regiones espectrales UV y visible. La técnica se basa en la absorción diferencial, es decir, la diferencia entre máximos y mínimos locales en el espectro de absorción del gas a determinar.

También entrega datos continuos en tiempo real, proporcionando una lectura "promedio" para varios contaminantes. No requiere cabezal y su mantención es mínima, aunque es de difícil calibración. "Son más adecuados para medición en túneles o para detectar emisiones", acota el estudio, que agrega que a DOAS no se le considera para evaluar normas de calidad de aire por parte de USEPA y CEE, ya que no permite determinar concentraciones en un punto específico.

Otros Instrumentos

En rigor, las dos soluciones de medición descritas no son las únicas aceptadas en Chile. La misma norma primaria, en su artículo 9, abre la puerta para que se utilicen técnicas alternativas a los métodos de referencia que deben ser validadas por los servicios de salud.

En la misma línea, el "Reglamento de estaciones de medición de contaminantes atmosféricos" (D.S. 61/2008) permite el uso de instrumentos que certifican el cumplimiento de los estándares de calidad exigidos en su país de origen.

Y en 2015, la "Guía para la descripción de la calidad del aire en el área de influencia de proyectos que ingresan al SEIA" estableció que además de los equipos que cumplen las exigencias de la Norma Primaria de NO2 y del D.S. N° 61 "también se pueden utilizar otros métodos/equipos siempre y cuando cuenten con literatura apropiada. Ello, sin perjuicio de lo dispuesto en las normas ambientales de calidad de aire, nacionales o de los países que señala el Reglamento del SEIA, en el caso de existir. En todo caso, la autoridad ambiental deberá establecer durante el proceso de evaluación la idoneidad del instrumento de medición utilizado".

El estudio de la consultora concluye que "el monitoreo de calidad de aire en Chile para NO2, tanto para la evaluación de normas en las redes de vigilancia como para el levantamiento de líneas base en los estudios de evaluación ambiental de los proyectos, se ha realizado con analizadores continuos que utilizan el método de referencia de quimiluminiscencia establecido por USEPA y CEE".

Artículo publicado en InduAmbiente 168 (enero-febrero 2021), páginas 46 a 48.